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弱电机房气流上送风与下送风之间如何选择?有什么不同?

发表时间:2021-06-11 10:49作者:紫崟机电

当数据中心建成后,所处位置的气候条件也就固定了,数据机房布局和冷源设备确定之后,数据机房内的气流组织,对保证数据中心可靠运行的同时降低能耗,是一个关键点,也是一个难点。

一   优化气流组织方案的原则

1.冷气流方面

    不浪费,尽量做到定向供应,定向冷却。

2.热气流方面

      从设备机柜出来后,尽量避免再与机房内冷气流混合,这样空调回风温度会更高,使得空调蒸发器的换热效率也会更高。

3.送风方面

     尽量保持气道通畅,除非必要,尽可能减少风机的负荷。

现有的气流组织方式有很多,大致可分为上送风方式和下送风方式两大类,每一类又有较为典型的四种气流组织,共八种气流方式。

二   下送风的四种典型方式

1.下送风(架空地板)+密封机柜送风

  通过地板下(相当静压箱)把冷风送至IT机柜内部,带走IT设备热量后,热气流从机柜后部或者上部排出,回到空调。  




特点:标准机柜前部配有密封风柜,机柜布置灵活,可以背靠背布置也可同向布置,该方案投资小,标准化施工非常方便。

适合:只适合用于新建项目,但是送风柜的尺寸限制了机柜的风量,一般单机功率密度在3kW以下。

2.下送风(架空地板)+冷通道

各机柜以面对面成排的方式布置,并实现冷通道封闭形成一个“冷池”,空调冷风通过架空地板的静压箱后再进入冷池,进行气流二次均压后再对IT设备进行冷却,热气流从机柜的后部或者上部排出,回到空调。

特点:冷通道封闭有利于气流组织的二次均衡,使得离空调距离不同机柜的进风量更加一致,也使得同一架机柜不同高度的设备进风温差控制在2℃以内,较好地避免冷热不均。

单机功率密度为4~8kW,如果需要冷却更高密度的服务器,需要增加冷池面积或者安装活化地板以获得额外的冷量。  

3.下送风(架空地板)+热通道

通过地板下送风把冷风输送至机柜附近,对热通道进行封闭,热风通过风管进入天花板回到空调。

特点:节能高效,但投资大,不宜施工,且不适用于蒸发式机房空调。热风需强制抽风回到空调,这种方式实际采用较少。

适合:采用水冷空调的新建项目,单机功率密度可达5~8kW

4.下送风(架空地板)+活化地板+冷热通道

同时在数据中心封闭冷、热通道。地板下送风,部分使用活化地板,通过冷池二次均压送入设备机柜,热风通过风管进入天花板回到空调。

特点:这是方式2和方式3的综合应用,属于超高热解决方案,缺点是投资过大。

适合:新建机房,机柜功率密度可达12~20kW。

三 . 上送风的四种典型方式

1上送风+风管+下位送风或定向送风

通过风管、风量调节阀、风口等设备把冷风输送至机柜附近,根据风管和机柜位置的不同,采取下位送风或定向送风,但是冷气流在离开风口,进入服务器前还无法避免与热气流混合。

特点:风量、风向可调,投资比较低,省去了架空地板。

适合:改造或新建项目,机房功率密度不能太大,适用单机柜密度为1~2.5kW。

2.上送风+风管+冷风直接输送至机柜

通过风管、风量调节阀、门板式送风器等设备把冷风直接输入设备机柜内,这种方式冷通道封闭比较完整,为严格意义的精确送风。

这种形式的送风,必需要考虑相邻空调设备的冗余互补,一旦某台空调出现故障,相邻的空调应改通过联通的静压箱应急提供冷气流。

特点:可对每个机柜进行风量调整,但是风管制作成本高,投资较大。

适合:适合一些老机房的改建,适用单机柜密度为2~3kW。

3.上送风+风管+冷池

机柜面对面布置,进行冷通道封闭,通过风管、导风柜、封闭冷通道二次均压,送入设备机柜内。

特点:高热机房解决方案,气流组织合理,投资较大。

适合:适合一些老机房的基础上的新建本项目,适用单机柜密度为5kW左右。

4上送风+风管+冷风直接输送或定向送风或下位送风

这是一种混合方式,适用于机房内机柜功耗相差较大的场合,对可以封闭的机柜进行冷通道封闭,对无法封闭的机柜采用开放方式,但风管的出口风量可调,并尽量靠近设备的进风口,实现部分区域精确送风,对机柜的冷量需求实现差异化解决。

特点:对前面几种方案的综合应用。

适合:适用用改建项目,特别是复杂的非标准场所,根据主设备的要求来封闭。由于是风管上送风,故单机柜功率不宜超过2.5kW,否则应给予额外的风量和冷量。

四   小结

目前机房制冷大多数采用上送风或下送风方式,从实际效果看,由于冷气流受热后自然上升,下送风气流流动效果会优于上送风,有利于设备冷却和降低风机功耗。

如果机房条件允许,建议尽量采用地板下送风方式,考虑到不同的机柜功率密度要求,再决定是否需要建立冷、热通道,综合性能上来说,冷通道要优于热通道。





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